JP6984796B1 - ボールねじ装置 - Google Patents

Abstract

ナット（３）の外周面に、軸方向に直線状に延び、ナット（３）の軸方向両外側の端面に開口する収容凹溝（１０）が設けられる。循環部品（５）は、収容凹溝（１０）の内側に配置される。循環部品（５）は、その軸方向両外側のそれぞれの端部に備えられた固定部（１７）の係合凸部（２３）を、収容凹溝（１０）の軸方向両外側のそれぞれの端部に備えられた係合凹部に係合させることで、ナット（３）に対する循環部品（５）の径方向外側への変位および円周方向への変位を不能としている。

Description

本発明は、ボールねじ装置に関する。

ボールねじ装置は、ねじ軸とナットとの間でボールを転がり運動させるため、ねじ軸とナットとを直接接触させるすべりねじ装置に比べて、高い効率が得られる。このため、ボールねじ装置は、電動モータなどの駆動源の回転運動を直線運動に変換するために、自動車の電動ブレーキ装置やオートマチックマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）、工作機械の位置決め装置などの各種機械装置に組み込まれている。

ボールねじ装置は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝を有するナットと、軸側ボールねじ溝とナット側ボールねじ溝とからなる負荷路（負荷ボール転走路）を転動する複数のボールと、負荷路の終点から始点へとボールを戻すための循環部品とを備える。循環部品は、内部に負荷路の始点と終点とをつなぐ循環路（無負荷ボール転走路）を有する。

ボールねじ装置は、リターンチューブ（パイプ）式に代表される外部循環式のボールねじ装置と、こま式に代表される内部循環式のボールねじ装置とに大別される。これらのうち、外部循環式のボールねじ装置は、循環路の一部をナットの外部に有しており、大径のボールを使用しやすい、ボールを滑らかに循環させやすいなどの理由から、広く使用されている。

たとえば、特開平１１−３５１３５０号公報には、外部循環式のボールねじ装置の１例が開示されている。図１８は、特開平１１−３５１３５０号公報に記載された、従来構造のボールねじ装置１００を示している。

ボールねじ装置１００は、ねじ軸１０１と、ナット１０２と、複数のボール１０３と、循環部品１０４とを備える。なお、本明細書において、軸方向、径方向、および円周方向とは、特に断らない限り、ねじ軸に関する軸方向、径方向、および円周方向をいう。また、軸方向に関して、ナットの中央側のことを軸方向内側といい、ナットの両端側のことを軸方向外側という。

ねじ軸１０１は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝１０５を有する。ナット１０２は、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝１０６を有する。ねじ軸１０１は、ナット１０２の内側に挿通され、ナット１０２と同軸上に配置されている。軸側ボールねじ溝１０５とナット側ボールねじ溝１０６とは、径方向に互いに対向するように配置され、螺旋状の負荷路を構成している。

負荷路の始点と終点は、ナット１０２と循環部品１０４との間に形成された循環路１０７によりつながっている。負荷路の終点にまで達したボール１０３は、循環路１０７を通じて、負荷路の始点まで戻される。なお、負荷路の始点と終点は、ねじ軸１０１とナット１０２との軸方向に関する相対変位の方向（相対回転方向）に応じて入れ替わる。

従来構造のボールねじ装置１００は、ナット１０２の外周面の円周方向一箇所に、平坦面状の座面部１０８を有する。循環部品１０４は、座面部１０８に取り付けられている。座面部１０８には、１対の貫通孔１０９が軸方向に離隔して開口している。それぞれの貫通孔１０９は、ナット１０２を径方向に貫通しており、ナット１０２の座面部１０８および内周面に開口している。

循環部品１０４は、弓形の端面形状を有する部分円柱状の本体部１１０と、本体部１１０と一体に備えられた１対の脚部１１１とを有する。

本体部１１０は、座面部１０８に対向する径方向内側面に、略Ｓ字形に湾曲した本体側凹溝１１２を有する。本体側凹溝１１２は、平坦面上の座面部１０８との間に、循環路１０７を形成する。本体部１１０の径方向内側面のうち、本体側凹溝１１２から外れた部分は、座面部１０８に対して着座する。

１対の脚部１１１は、ナット１０２に備えられた１対の貫通孔１０９の内側に、がたつきなく挿入（圧入）される。この状態で、１対の脚部１１１の先端部は、軸側ボールねじ溝１０５の内側に配置される。それぞれの脚部１１１は、負荷路を転動するボール１０３を掬い上げ、循環路１０７へと導く機能を有する。

特開平１１−３５１３５０号公報

従来構造のボールねじ装置１００は、ナット１０２の１対の貫通孔１０９に、循環部品１０４の１対の脚部１１１を挿入することで、ナット１０２に対する循環部品１０４の位置決めを図っている。このため、従来構造のボールねじ装置１００においては、１対の貫通孔１０９の形成位置の精度を高くする必要がある。たとえば、いずれかの貫通孔１０９の形成位置が正規の位置からずれていると、循環部品１０４に応力が加わり、循環部品１０４に変形が生じる可能性がある。この結果、循環路１０７の内側でボール１０３の詰まりが発生し、ボール１０３の円滑な循環が妨げられる可能性があるとともに、循環部品１０４が早期に損傷する可能性がある。

また、従来構造のボールねじ装置１００は、１対の脚部１１１を１対の貫通孔１０９に挿入（圧入）することのみによって、循環部品１０４をナット１０２に対して固定している。このため、ナット１０２に対する循環部品１０４の固定力が不足し、ボール１０３から循環部品１０４に加わる力などにより、循環部品１０４が座面部１０８から浮き上がるなどの問題を生じる可能性がある。

本発明は、貫通孔の形成位置の精度を緩和することができるとともに、ナットに対する循環部品の固定力を高めることができる構造を有する、ボールねじ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様のボールねじ装置は、ねじ軸と、ナットと、循環部品と、複数のボールとを備える。

前記ねじ軸は、外周面に、螺旋状の軸側ボールねじ溝を有する。

前記ナットは、内周面に、螺旋状のナット側ボールねじ溝を有する。

前記軸側ボールねじ溝と前記ナット側ボールねじ溝は、螺旋状の負荷路を構成する。該負荷路は、始点および終点を有する。

前記循環部品は、前記ナットの外周面に取り付けられ、前記負荷路の始点と終点とをつなぐ循環路を、前記ナットとの間に形成する。

前記複数のボールは、前記負荷路および前記循環路に転動可能に配置されている。

本発明の一態様のボールねじ装置では、前記ナットは、該ナットの前記外周面に形成され、軸方向に直線状に延び、該ナットの軸方向両外側の端面に開口する、収容凹溝を有する。

前記収容凹溝は、平坦面状の溝底面と、円周方向に対向する１対の溝壁面とを備える。

前記ナットは、前記溝底面に離隔して開口し、該ナットを径方向に貫通する１対の貫通孔を有する。

前記１対の溝壁面は、軸方向両外側のそれぞれの端部に、係合凹部を有する。

前記循環部品は、前記収容凹溝の内側に配置されており、前記１対の貫通孔に挿入された１対の脚部と、軸方向両外側の端部に備えられた１対の固定部とを有する。

前記１対の固定部のそれぞれの固定部は、前記係合凹部と係合することで、前記ナットに対する前記循環部品の径方向外側への変位および円周方向への変位を不能とする、係合凸部を有する。

本発明の一態様のボールねじ装置では、前記循環部品を、金属製とし、前記係合凸部を、塑性変形によって前記係合凹部に押し付けられる、かしめ部により構成することができる。

前記循環部品を金属製とする場合、前記循環部品を、金属粉末を原料とした射出成形品により構成することができる。すなわち、前記循環部品を、金属粉末射出成形法によって製造された部材により構成することができる。

あるいは、前記循環部品を、合成樹脂製とすることもできる。

前記循環部品を合成樹脂製とする場合、前記係合凸部を、前記係合凹部に対して、スナップフィットにより係合させることができる。

本発明の一態様のボールねじ装置では、前記係合凹部を、前記ナットの軸方向外側の端面に開口させることができる。

本発明の一態様のボールねじ装置では、前記１対の固定部を、前記１対の脚部から軸方向外側に外れた位置に配置することができる。

本発明の一態様のボールねじ装置では、前記固定部は、前記１対の溝壁面に対向するように配置され、それぞれが前記係合凸部を備える、１対の側板部を有することができる。

この場合、前記固定部は、前記溝底面に載置され、円周方向両側の端部が前記１対の側板部の径方向内側の端部につながった、基板部を有することができる。

本発明の一態様のボールねじ装置では、前記循環部品を、前記収容凹溝から径方向外側に張り出さないように、前記収容凹溝の内側に配置することができる。

本発明の一態様のボールねじ装置では、前記循環部品は、軸方向（循環部品の長さ方向）中央部を中心とした回転対称形状を有することができる。

本発明の一態様によれば、貫通孔の形成位置の精度を緩和することができるとともに、ナットに対する循環部品の固定力を高めることができる、ボールねじ装置の構造を実現できる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例のボールねじ装置の斜視図である。 図２は、第１例のボールねじ装置の平面図である。 図３は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。 図４は、図３の部分拡大図である。 図５は、図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図６は、図５の部分拡大図である。 図７は、図１の部分拡大図である。 図８は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面模式図である。 図９は、第１例のボールねじ装置を構成するナットの斜視図である。 図１０は、図９の部分拡大図である。 図１１は、第１例のボールねじ装置に関して、収容凹溝を構成する１対の溝壁面に係合凹部を形成する作業を説明するための模式図である。 図１２は、第１例のボールねじ装置に関して、係合凸部を形成する以前の循環部品の径方向外側から見た斜視図である。 図１３は、第１例のボールねじ装置に関して、係合凸部を形成する以前の循環部品の径方向内側から見た斜視図である。 図１４は、本発明の実施の形態の第２例のボールねじ装置の斜視図である。 図１５は、図１４の部分拡大図である。 図１６は、第２例のボールねじ装置に関する、図１２に相当する図である。 図１７は、第２例のボールねじ装置に関する、図１３に相当する図である。 図１８は、従来構造のボールねじ装置の分解斜視図である。

［第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１〜図１３を用いて説明する。

〔ボールねじ装置の全体構成〕
本例のボールねじ装置１は、自動車用の外部循環式のボールねじ装置であり、たとえば、電動ブレーキブースター装置に組み込まれ、駆動源である電動モータの回転運動を直線運動に変換し、油圧シリンダのピストンを動作させるなどの用途で使用される。

ボールねじ装置１は、ねじ軸２と、ナット３と、複数のボール４と、循環部品５とを備える。

ねじ軸２は、ナット３の内側に挿通され、ナット３と同軸上に配置されている。ねじ軸２の外周面とナット３の内周面との間には、螺旋状の負荷路８が備えられている。負荷路８には、複数のボール４が転動可能に配置されている。ねじ軸２とナット３とを相対回転させると、負荷路８の終点に達したボール４は、ナット３と循環部品５との間に形成された循環路９を通じて、負荷路８の始点へと戻される。ボールねじ装置１は、たとえば、ナット３をねじ軸２に対して相対回転させることで、ねじ軸２をナット３に対して直線運動させる態様で使用される。以下、ボールねじ装置１の各構成部品の構造について説明する。

〈ねじ軸〉
ねじ軸２は、金属製で、外周面に一定のリードを持った螺旋状の軸側ボールねじ溝６を有している。軸側ボールねじ溝６は、ねじ軸２の外周面に、研削加工、切削加工、または転造加工を施すことにより形成されている。軸側ボールねじ溝６の条数は、たとえば１条である。軸側ボールねじ溝６の断面の溝形状（溝底形状）は、ゴシックアーチ溝形状またはサーキュラアーク溝形状である。

〈ナット〉
ナット３は、金属製で、全体が略円筒状に構成されている。ナット３は、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝７を有している。ナット側ボールねじ溝７は、ナット３の内周面に、研削加工、切削加工、転造タップ加工、または切削タップ加工を施すことにより形成されており、軸側ボールねじ６と同じリードを有する。このため、ねじ軸２をナット３の内側に挿通配置した状態で、軸側ボールねじ溝６とナット側ボールねじ溝７とは径方向に対向するように配置され、螺旋状の負荷路８を構成する。ナット側ボールねじ溝７の条数は、軸側ボールねじ溝６と同様に、たとえば１条である。ナット側ボールねじ溝７の断面の溝形状（溝底形状）も、軸側ボールねじ溝６と同様に、ゴシックアーチ溝形状またはサーキュラアーク溝形状である。

ナット３は、外周面の円周方向一箇所に、収容凹溝１０を有する。収容凹溝１０は、ねじ軸２の中心軸Ｏ_２に沿った方向である、軸方向に直線状に延びている。言い換えれば、収容凹溝１０は、ナット３の軸方向両外側の端面に対し直交する方向に伸長している。また、収容凹溝１０は、ナット３の軸方向両外側の端面のいずれにも開口している。収容凹溝１０の径方向の深さ寸法Ｒおよび円周方向の幅寸法Ｈは、軸方向全長にわたり一定である。本例では、図６に示すように、収容凹溝１０の径方向の深さ寸法Ｒは、収容凹溝１０の円周方向の幅寸法Ｈよりも小さくなっている。収容凹溝１０の深さ寸法Ｒは、ボール４の直径Ｄの１．０倍〜１．２倍程度であり、収容凹溝１０の幅寸法Ｈは、ボール４の直径Ｄの１．４倍〜３．０倍程度である。

収容凹溝１０は、略矩形（長方形）の断面形状を有しており、平坦面状の溝底面１１と、平坦面状の１対の溝壁面１２とを有する。溝底面１１は、ねじ軸２の中心軸Ｏ_２と平行に配置されている。１対の溝壁面１２は、溝底面１１に対し略直角に配置されている。それぞれの溝壁面１２同士は、互いに平行に配置されており、円周方向に対向している。本例では、収容凹溝１０を、エンドミルなどの切削工具を用いた切削加工により形成している。収容凹溝１０は、上述したように、略矩形の断面形状を有し、軸方向に直線状に延びており、形状が複雑でないため、切削加工によって容易に高精度に加工することができる。

溝底面１１には、図９に示すように、１対の貫通孔１３が軸方向に離隔して開口している。１対の貫通孔１３のそれぞれの貫通孔１３は、ナット３を径方向に貫通するように形成されており、溝底面１１だけでなく、ナット３の内周面にも開口している。具体的には、１対の貫通孔１３は、ナット３の内周面のうち、ナット側ボールねじ溝７に開口している。また、それぞれの貫通孔１３は、ナット側ボールねじ溝７に沿って伸長した長孔（矩形孔）により構成されている。１対の貫通孔１３には、循環部品５に備えられた後述の１対の脚部１６が挿入される。

図９および図１０に示すように、本例では、１対の溝壁面１２のそれぞれの溝壁面１２は、軸方向両外側の端部に、係合凹部１４を有する。すなわち、係合凹部１４は、収容凹溝１０の軸方向両外側の端部のそれぞれに、１対ずつ備えられている。１対の係合凹部１４を構成するそれぞれの係合凹部１４は、略三角形の断面形状を有しており、溝壁面１２の径方向中間部ないし径方向外側寄り部分に配置されている。したがって、係合凹部１４は、ナット３の外周面には開口していない。ただし、係合凹部１４は、ナット３の軸方向外側の端面に開口している。また、図１０に示すように、係合凹部１４の軸方向内側部（奥部）は、三角すい形状を有しており、軸方向内側に向かうほど係合凹部１４の円周方向深さおよび径方向幅がそれぞれ小さくなる。このため、円周方向に対向する１対の係合凹部１４の溝底部（断面三角形状の頂点）同士の円周方向幅は、１対の係合凹部１４の軸方向内側部で、軸方向内側に向かうほど狭くなる。

図示の例では、係合凹部１４の軸方向内側の端部は、貫通孔１３の開口部の軸方向内側の端部と、ほぼ同じ軸方向位置に位置している。ただし、本発明を実施する場合には、係合凹部１４の軸方向内側の端部を、図示の位置よりも軸方向外側に位置させることもできるし、軸方向内側に位置させることもできる。また、それぞれの溝壁面１２の軸方向両外側の端部に備えられた係合凹部１４を構成する凹溝同士を、軸方向に連続させることもできる。換言すれば、それぞれの溝壁面１２の全長にわたって凹溝を形成し、該凹溝の軸方向両外側部分のそれぞれにより、係合凹部１４を構成することもできる。収容凹溝１０の軸方向外側の端部のそれぞれに備えられた１対の係合凹部１４は、図１１に示すように、たとえばひし形の断面形状（そろばんの珠のごとき断面形状）を有する切削工具２７を、収容凹溝１０の軸方向の開口部側から軸方向内側に向けて移動させることで、１対の溝壁面１２に同時に形成することができる。

〈ボール〉
ボール４は、所定の直径を有する鋼球であり、負荷路８および循環路９に転動可能に配置されている。負荷路８に配置されたボール４は、圧縮荷重を受けながら転動するのに対し、循環路９に配置されたボール４は、圧縮荷重を受けることなく、後続のボール４に押されて転動する。

〈循環部品〉
循環部品５は、金属粉末射出成形法（ＭＩＭ）によって製造された、金属粉末を原料とする射出成形品であり、ナット３の収容凹溝１０の内側に配置されている。循環部品５を構成する金属粉末（ＭＩＭ用合金）としては、たとえば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ（１〜８％Ｎｉ〜０．８％Ｃ）、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃ（０．５〜２％Ｃｒ０．４〜０．８％Ｃ）、ＳＣＭ４１５、ＳＵＳ６３０などを使用することができる。

循環部品５は、図１２および図１３に示すように、本体部１５と、１対の脚部１６と、１対の固定部１７とを有する。循環部品５は、長さ方向（軸方向）中央部を中心とした回転対称形状を有する。

本体部１５は、長尺な板状に構成されており、長さ方向を軸方向に一致させた状態で、ナット３の収容凹溝１０の内側に、本体部１５に対し負荷の加わらない程度の隙間（微小隙間）を介在させて配置されている。このため、循環部品５を収容凹溝１０の内側に配置した状態で、本体部１５の円周方向両側面は、１対の溝壁面１２に対して隙間を介して対向する。本体部１５は、収容凹溝１０の円周方向の幅寸法Ｈよりもわずかに小さい幅寸法を有する。なお、本発明を実施する場合に、本体部を収容凹溝の内側に円周方向のがたつきなく配置する（嵌め込む）ことで、ナットに対する循環部品の円周方向に関する位置決めを図ることもできる。

本体部１５は、溝底面１１に対向する径方向内側面（下面）に、軸方向に直線状に延びた、本体側凹溝１８を有している。本体側凹溝１８は、溝底面１１の軸方向中間部（１対の貫通孔１３の開口部同士の間の平坦面部）との間で、循環路９の一部（後述する戻し経路２４）を形成する。図６に示すように、本体側凹溝１８の断面の溝形状は、半長円形状である。本体側凹溝１８は、ボール４の直径Ｄよりもわずかに大きな溝幅を有し、ボール４の直径Ｄよりもわずかに大きな溝深さを有する。本体部１５の径方向内側面からの本体側凹溝１８の溝深さは、軸方向中間部においては、軸方向にわたり変化しないが、軸方向両外側の端部においては、軸方向外側に向かうほど曲線的に小さくなる。本体部１５の径方向内側面のうち、本体側凹溝１８から円周方向に外れた部分は、溝底面１１に対して着座する。本例では、本体部１５を収容凹溝１０の内側に配置し、本体部１５の径方向内側面の一部を溝底面１１に当接させることで、ナット３に対する循環部品５の径方向に関する位置決めを図っている。

本体部１５の径方向外側面（上面）は、ナット３の外周面から径方向外側に張り出さないように、溝底面１１と略平行な平坦面状に構成されている。ただし、本体部１５の径方向外側面を、ナット３の外周面の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有する、部分円筒面状に構成することもできる。

１対の脚部１６を構成するそれぞれの脚部１６は、略半筒状に構成されている。１対の脚部１６は、本体部１５の軸方向両外側の端部の径方向内側面から径方向内側に向けて伸長する。それぞれの脚部１６は、ナット３に形成されたそれぞれの貫通孔１３の内側に、径方向外側から挿入されている。本例では、脚部１６を、貫通孔１３の内側に、脚部１６に対し負荷の加わらない程度の隙間（微小隙間）を介在させて挿入している。脚部１６の先端部（径方向内側の端部）は、負荷路８を転動するボール４を掬い上げ、循環路９へと導くための、舌片状の掬い上げ部１９を有する。掬い上げ部１９は、軸側ボールねじ溝６の内側に配置される。脚部１６には、本体部１５に備えられた本体側凹溝１８の軸方向外側の端部に滑らかにつながった、脚部側凹溝２０が備えられている。脚部側凹溝２０は、貫通孔１３の内周面のうちで、軸方向外側を向いた部分に対して開口している。

本例では、１対の固定部１７を構成するそれぞれの固定部１７は、略Ｕ字形の断面形状を有する。１対の固定部１７は、本体部１５の軸方向両外側に配置されている。すなわち、１対の固定部１７は、図３および図４に示すように、１対の脚部１６から軸方向外側に外れた、循環部品５の軸方向両外側の端部に配置されている。それぞれの固定部１７は、薄肉平板状の基板部２１および１対の側板部２２を有する。

基板部２１は、溝底面１１に対して隙間なく載置されている。１対の側板部２２は、基板部２１の円周方向（幅方向）両側に配置されており、基板部２１に対し径方向外側に向けて略直角に折れ曲がっている。すなわち、１対の側板部２２は、１対の溝壁面１２に対向する（重ね合わせる）ように配置されている。また、基板部２１の円周方向両側の端部は、１対の側板部２２の径方向内側の端部にそれぞれつながっている。１対の側板部２２は、後述する１対の係合凸部２３を形成する以前の状態では、図１２および図１３に示すように、それぞれ薄肉平板状に構成されており、本体部１５の幅寸法と同じ幅寸法を有する。ただし、１対の側板部２２は、循環部品５をナット３に固定した状態では、図８に示すように、塑性変形によってそれぞれの係合凹部１４に押し付けられたかしめ部により構成される、１対の係合凸部２３を備える。

１対の係合凸部２３は、循環部品５を収容凹溝１０の内側に配置した状態で、固定部１７の径方向外側に配置した図示しないパンチを径方向内側に向けて移動させ、１対の側板部２２の径方向外側部を、円周方向（板厚方向）に塑性変形させることで形成されている。すなわち、前記パンチにより、１対の側板部２２の径方向外側部を、円周方向に押し広げることで、それぞれの係合凸部２３を同時に形成している。１対の係合凸部２３は、溝壁面１２に備えられた１対の係合凹部１４の内側に入り込み、１対の係合凹部１４に押し付けられている。これにより、１対の係合凸部２３は、１対の係合凹部１４に対し径方向外側への変位を不能に係合する。具体的には、それぞれの係合凸部２３の円周方向の端部が、それぞれの係合凹部１４の径方向外側の端部と係合することで、１対の係合凸部２３が、１対の係合凹部１４に対し径方向外側へ変位することが阻止される。本例では、循環部品５の軸方向両外側の端部に備えられた、それぞれの固定部１７ごとに、１対の係合凸部２３を１対の係合凹部１４に係合させて、１対の固定部１７を、ナット３に対して径方向外側への脱落（変位）を不能にかしめ固定している。また、これにより、ナット３に対する循環部品５の径方向の位置決めを図っている。さらに、それぞれの固定部１７ごとに、１対の係合凸部２３を１対の係合凹部１４に押し付けることで、ナット３に対する循環部品５の円周方向への変位を不能とし、ナット３に対する循環部品５の円周方向の位置決めも図っている。

本例では、それぞれの側板部２２の径方向外側部のうちの軸方向中間部のみを、円周方向に塑性変形させて、当該部分に係合凸部２３を形成している。また、それぞれの側板部２２の径方向外側部に係合凸部２３を形成することにより、側板部２２のうちで係合凸部２３から外れた部分を、収容凹溝１０の溝壁面１２に押し付けている。

本例では、循環部品５をナット３に対して取り付けた状態で、循環部品５とナット３との間部分に、循環路９が形成される。すなわち、循環路９は、循環部品５のみではなく、循環部品５とナット３とにより構成されている。具体的には、循環路９は、本体側凹溝１８と収容凹溝１０の溝底面１１との間に形成された断面半長円形状の空間、および、脚部側凹溝２０と貫通孔１３の内周面との間に形成された断面略円形状の空間により構成されている。循環路９は、負荷路８の始点と終点とにそれぞれ接続される。負荷路８の始点および終点とは、別な言い方をすれば、負荷路８と循環路９との接続点（境界）であり、掬い上げ部１９による掬い点である。なお、負荷路８の始点と終点とは、ねじ軸２とナット３との軸方向に関する相対変位の方向（相対回転方向）が変わり、ボール４の移動方向が変化することに伴って、入れ替わる。

本例では、循環路９は、負荷路８との干渉を避けられる経路を有しており、戻し経路２４と、１対の掬上経路２５と、１対の繋ぎ経路２６とを有する。より具体的には、 循環路９は、負荷路８の終点から始点の間に順に配置された、掬上経路２５、繋ぎ経路２６、戻し経路２４、繋ぎ経路２６、および掬上経路２５により構成されている。すなわち、掬上経路２５は、負荷路８および繋ぎ経路２６に接続する。繋ぎ経路２６は、掬上経路２５および戻し経路２４に接続する。戻し経路２４は、それぞれの繋ぎ経路２６に接続する。

戻し経路２４は、軸方向に関して、負荷路８の始点側へとボール４を戻す役割を有する。戻し経路２４は、本体側凹溝１８の軸方向中間部と、溝底面１１のうち１対の貫通孔１３の開口部同士の間の平坦面部分とにより構成されている。戻し経路２４は、負荷路８の径方向外側（ナット３の外部）に配置されている。戻し経路２４は、軸方向に直線状に延びる、ねじ軸２の中心軸Ｏ_２と平行な中心線を有する。これにより、本例では、負荷路８の始点と終点との円周方向に関する位相を近づけ、好ましくは、始点と終点との円周方向に関する位相を一致させて、負荷路８の巻き数を整数に近づけることができる。

掬上経路２５は、負荷路８の終点においてボール４を掬い上げるとともに、負荷路８の始点にボール４を供給する役割を有する。掬上経路２５は、脚部側凹溝２０のうちの径方向内側部分と貫通孔１３の内周面のうちの径方向内側部分とにより構成されている。掬上経路２５の中心線は、軸方向から見て、円弧状に湾曲している。

繋ぎ経路２６は、掬上経路２５と戻し経路２４とをつなぐ役割を有する。繋ぎ経路２６は、脚部側凹溝２０のうちの径方向外側部分と貫通孔１３の内周面のうちの径方向外側部分、および、本体側凹溝１８の軸方向外側の端部と、溝底面１１に開口した貫通孔１３の開口縁部のうちの軸方向内側部分とにより構成されている。繋ぎ経路２６の中心線は、円周方向から見て、少なくともその一部が円弧状に湾曲している。

本例のボールねじ装置１では、１対の貫通孔１３の形成位置の精度を緩和することができるとともに、ナット３に対する循環部品５の固定力を高めることができる。

すなわち、本例では、循環部品５を、軸方向両外側の端部に備えられた固定部１７ごとに、１対の係合凸部２３を１対の係合凹部１４に対して係合させることで、ナット３に対する循環部品５の径方向外側への変位および円周方向への変位をそれぞれ不能とし、ナット３に対する循環部品５の径方向および円周方向の位置決めを図っている。このため、本例のボールねじ装置１は、従来構造のボールねじ装置とは異なり、循環部品５を構成する１対の脚部１６を、ナット３に備えられた１対の貫通孔１３に挿入することで、ナット３に対する循環部品５の位置決めを図る必要がない。したがって、１対の貫通孔１３を構成するそれぞれの貫通孔１３の形成位置の精度を緩和することができる。この結果、いずれかの貫通孔１３の形成位置が正規の位置からずれた場合であっても、循環部品５に変形が生じることが抑制される。これにより、循環部品５の変形に起因して、循環路９の内側でボール４の詰まりが発生することを抑制でき、ボール４の円滑な循環を実現することができる。また、貫通孔１３の加工コストを低減することもできる。

本例では、１対の側板部２２のうちで、１対の係合凸部２３から外れた部分を１対の溝壁面１２に押し付けているため、循環部品５がナット３に対して円周方向に変位することを有効に抑制することができる。

本例では、収容凹溝１０に備えられた円周方向に対向する１対の係合凹部１４の溝底部同士の円周方向幅を、１対の係合凹部１４の軸方向内側部で、軸方向内側に向かうほど狭くしている。このため、１対の係合凹部１４に対して係合した１対の係合凸部２３が、軸方向内側に変位することが制限される。したがって、循環部品５が、ナット３に対して軸方向に変位するのを抑制することもできる。

本例では、循環部品５の軸方向両外側の端部に備えられた固定部１７ごとに、１対の係合凸部２３を１対の係合凹部１４に対し係合させて、固定部１７を、ナット３に対して径方向外側への脱落を不能にかしめ固定している。このため、本例では、従来構造のように、脚部を貫通孔に挿入（圧入）することのみによって固定力を得る場合に比べて、ナット３に対する循環部品５の固定力を十分に高めることができる。したがって、循環部品５が、収容凹溝１０から径方向外側に抜け出る（浮き上がる）ことを有効に防止することができる。また、循環部品５をナット３に固定するために、ビスなどの固定部材を使用しなくて済むため、部品点数が増加することを防止でき、かつ、その製造コストの低減を図ることができる。

本例では、固定部１７を、脚部１６から軸方向に外れた位置に配置しているため、それぞれの固定部１７を構成する１対の側板部２２にパンチから加えられる力が、それぞれの脚部１６に伝わることを制限することができる。このため、１対の側板部２２に１対の係合凸部２３を形成する際に、脚部１６に変形が生じることを抑制することができる。また、１対の係合凸部２３を、１対の側板部２２の径方向外側部に形成しているため、１対の係合凸部２３の円周方向への張り出し量（突出量）を大きく確保できる。さらに、１対の側板部２２の径方向外側部のうちの軸方向中間部のみを円周方向に塑性変形させて、当該部分に１対の係合凸部２３を形成しているため、１対の係合凸部２３を形成することに伴って、ナット３に大きな力が加わることを防止できるため、ナット３に変形が生じることを抑制することができる。

本例では、１対の側板部２２に１対の係合凸部２３を形成する際に、基板部２１を溝底面１１に載置した状態で、図示しないパンチを径方向内側に向けて移動させるため、溝底面１１を受け面として利用できる。このため、パンチから１対の側板部２２へと効率良く力を伝えることが可能になり、それぞれの側板部２２を十分に塑性変形させられる。したがって、係合凸部２３を係合凹部１４に向けてしっかりと押し込み、係合させることができる。

本例では、循環部品５の全体を収容凹溝１０の内側に配置しているため、ナット３の外周面に収容凹溝１０を形成することに伴って、ナット３の剛性が低下することを抑制することができる。また、循環部品５を、収容凹溝１０から径方向外側に張り出さないように、収容凹溝１０の内側に配置しているため、ボールねじ装置１が大型化することを抑制することができる。

本例では、循環部品５は、軸方向中央部を中心とした回転対称形状を有しているため、循環部品５の組み付け方向の制約を緩和することができる。このため、組み立て工数を低減することができ、組立コストを低減する上で有利になる。

なお、本例では、１対の溝壁面１２の軸方向両外側のそれぞれの端部に、１対の係合凹部１４を設け、１対の固定部１７のそれぞれに１対の係合凸部２３を設けて、収容凹溝１０の軸方向両外側のそれぞれの端部において、１対の係合凹部１４と１対の係合凸部２３とを係合させている。ただし、係合凹部と係合凸部との係合により、ナットに対する循環部品の径方向外側への変位および円周方向への変位を不能とすることが可能である限り、本発明は、この図示の例に限定されることはない。たとえば、１対の溝壁面１２の軸方向両外側のそれぞれの端部に、１個の係合凹部１４を設け、１対の固定部１７のそれぞれに１個の係合凸部２３を設けて、収容凹溝１０の軸方向両外側のそれぞれの端部において、１個ずつの係合凹部１４と係合凸部２３とを係合させることも可能である。より具体的には、一方の溝壁面の軸方向一方側の端部に、１個の係合凹部を設け、他方の溝壁面の軸方向他方側の端部に、１個の係合凹部を設け、軸方向一方側に配置される固定部の１対の側板部のうち、前記一方の溝壁面側に配置された側板部のうちの、軸方向一方側の係合凹部に対応する部分にのみ係合凸部を形成し、かつ、軸方向他方側に配置される固定部の１対の側板部のうち、前記他方の溝壁面側に配置された側板部のうちの、軸方向他方側の係合凹部に対応する部分にのみ係合凸部を形成することも可能である。このような構成も、本発明の範囲に含められる。

［第２例］
本発明の実施の形態に第２例について、図１４〜図１７を用いて説明する。

本例のボールねじ装置１ａでは、循環部品５ａが備える１対の固定部１７ａの構成を、第１例の構造から変更している。具体的には、１対の固定部１７ａを構成するそれぞれの固定部１７ａは、収容凹溝１０の１対の溝壁面１２に対して対向する（重ね合わせる）ように配置される、１対の側板部２２のみから構成されている。すなわち、それぞれの固定部１７ａは、収容凹溝１０の溝底面１１に載置される基板部を備えていない。

本例のボールねじ装置１ａでは、１対の側板部２２を１対の溝壁面１２に対して強く押し付けることが可能になるため、循環部品５ａがナット３に対して円周方向に変位することをより有効に抑制することができる。また、第１例の構造に比べて、２つの基板部が省略されているため、循環部品５ａの軽量化を図ることもできる。その他の構成および作用効果については、第１例と同じである。

本発明を実施する場合に、上記の実施の形態の各例の構造は、矛盾を生じない限り、適宜組み合わせて実施することができる。

本発明を実施する場合に、収容凹溝を構成する１対の溝壁面は、互いに平行な構成に限らず、たとえば、径方向外側に向かうほど円周方向に関して互いに離れる方向に傾斜した構成を採用することもできる。このような構成を採用した場合には、収容凹溝の断面形状は、台形状となる。

本発明を実施する場合に、循環部品を合成樹脂製とすることもできる。この場合には、合成樹脂として、たとえばポリアミド６６樹脂に、グラスファイバーを適宜加えた繊維強化ポリアミド樹脂材料を使用することができる。また、必要に応じて、ポリアミド樹脂に、非晶性芳香族ポリアミド樹脂（変性ポリアミド６Ｔ／６Ｉ）、低吸水脂肪族ポリアミド樹脂（ポリアミド１１樹脂、ポリアミド１２樹脂、ポリアミド６１０樹脂、ポリアミド６１２樹脂）を適宜加えることで、より耐水性を向上させることもできる。循環部品を合成樹脂製とする場合には、固定部に備える係合凸部を、ナットの収容凹溝に備えられた係合凹部に対して、スナップフィットにより係合させることができる。

１、１ａ ボールねじ装置
２ ねじ軸
３ ナット
４ ボール
５、５ａ 循環部品
６ 軸側ボールねじ溝
７ ナット側ボールねじ溝
８ 負荷路
９ 循環路
１０ 収容凹溝
１１ 溝底面
１２ 溝壁面
１３ 貫通孔
１４ 係合凹部
１５ 本体部
１６ 脚部
１７、１７ａ 固定部
１８ 本体側凹溝
１９ 掬い上げ部
２０ 脚部側凹溝
２１ 基板部
２２ 側板部
２３ 係合凸部
２４ 戻し経路
２５ 掬上経路
２６ 繋ぎ経路
２７ 切削工具
１００ ボールねじ装置
１０１ ねじ軸
１０２ ナット
１０３ ボール
１０４ 循環部品
１０５ 軸側ボールねじ溝
１０６ ナット側ボールねじ溝
１０７ 循環路
１０８ 座面部
１０９ 貫通孔
１１０ 本体部
１１１ 脚部
１１２ 本体側凹溝

Claims (8)

1. 外周面に、螺旋状の軸側ボールねじ溝を有する、ねじ軸と、
   内周面に、前記軸側ボールねじ溝とともに螺旋状の負荷路を構成する、螺旋状のナット側ボールねじ溝を有する、ナットと、
   前記ナットの外周面に取り付けられ、前記負荷路の始点と終点とをつなぐ循環路を、前記ナットとの間に形成する、循環部品と、および、
   前記負荷路および前記循環路に転動可能に配置される、複数のボールと、
   を備え、
   前記ナットは、
   該ナットの前記外周面に形成され、軸方向に直線状に延び、該ナットの軸方向両外側の端面に開口し、平坦面状の溝底面と、円周方向に対向する１対の溝壁面とを備える、収容凹溝と、
   前記溝底面に離隔して開口し、該ナットを径方向に貫通する１対の貫通孔と、
   を有し、
   前記１対の溝壁面は、軸方向両外側のそれぞれの端部に、係合凹部を有し、
   前記循環部品は、前記収容凹溝の内側に配置されており、前記１対の貫通孔に挿入された１対の脚部と、軸方向両外側の端部に備えられた１対の固定部とを有し、および、
   前記１対の固定部のそれぞれの固定部は、前記係合凹部と係合することで、前記ナットに対する前記循環部品の径方向外側への変位および円周方向への変位を不能とする、係合凸部を有する、
   ボールねじ装置。
2. 前記循環部品は、金属製であり、および、前記係合凸部は、塑性変形によって前記係合凹部に押し付けられる、かしめ部により構成されている、請求項１に記載のボールねじ装置。
3. 前記係合凹部は、前記ナットの軸方向外側の端面に開口している、請求項１または２に記載のボールねじ装置。
4. 前記１対の固定部は、前記１対の脚部から軸方向外側に外れた位置に配置されている、請求項１〜３のうちのいずれかに記載のボールねじ装置。
5. 前記固定部は、前記１対の溝壁面に対向するように配置され、それぞれが前記係合凸部を備える、１対の側板部を有する、請求項１〜４のうちのいずれかに記載のボールねじ装置。
6. 前記固定部は、前記溝底面に載置され、円周方向両側の端部が前記１対の側板部の径方向内側の端部につながった、基板部を有する、請求項５に記載のボールねじ装置。
7. 前記循環部品は、前記収容凹溝から径方向外側に張り出さないように、前記収容凹溝の内側に配置されている、請求項１〜６のうちのいずれかに記載のボールねじ装置。
8. 前記循環部品は、軸方向中央部を中心とした回転対称形状を有する、請求項１〜７のうちのいずれかに記載のボールねじ装置。
   

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